太阳能光伏发电是人类利用太阳能量的重要途径之一,工业上主要通过光伏电池的光生伏特效应完成光电转换。近年来,双面光伏电池凭借着光电转换率高、发电量多、制造工艺成本趋于常规组件的优势,己然成为光伏行业新宠。但是,对双面光伏电池的研究大都局限于其发电原理、内部结构及功率预测等方面,对于双面光伏电池的数学建模及最大功率点跟踪控制算法的研究仍需开展进一步的工作。主要研究内容分为以下三大模块:(1)双面光伏组件建模及输出特性分析首先对光伏发电系统进行了简单概述;然后搭建了单面光伏组件的五参数模型,并通过简化推导了适用于实际工程案例的工况模型;最后,分析了双面光伏组件原理、结构,并在单面光伏组件模型基础上,引入了四种建模方式,使用这四种建模方式对同一双面光伏组件进行了建模与仿真,对比仿真结果后选取了其中参数较少、运算较易、精度更高的TN测试方法作为下文中双面光伏组件模型的建模方式。(2)局部遮阴下的双面光伏组件建模及输出特性分析首先阐述了局部遮阴形成原因及其造成的危害,并通过引入旁路二极管的方法来消除“热斑效应”;然后介绍了旁路二极管带来的输出多峰现象,并分别推导了局部遮阴下单面光伏组件串、并联两种串接形式下的输出公式;最后以单面光伏组件遮阴模型及上文选择的双面光伏组件建模方式为基础,进行了适当假设,从而推导出双面光伏组件的串、并联遮阴模型,并通过对遮阴模型的仿真,探究了不同遮阴形式对双面光伏阵列的影响。(3)局部遮阴下双面光伏发电系统的最大功率跟踪控制算法研究首先分析了最大功率控制(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法的原理,并阐述了均匀光照条件下常用的传统MPPT算法原理及流程,同时对多种常规MPPT控制算法的优缺点及适用性进行了总结;然后,针对传统算法存在的缺陷,引入了用于解决多峰值函数寻优问题的粒子群算法,并对粒子群算法参数进行调整以改善最大功率跟踪寻优效果;最后使用改进算法对局部遮阴的双面光伏发电系统进行了最大功率点追踪,据模型仿真结果显示,改进算法可以有效、快速的追踪到功率峰值点。